Size Dependent χ⁽³⁾ for Conduction Electrons in Ag Nanoparticles

Abstract

Our theoretical study of the third-order susceptibility (χ(3)) for Ag dielectric composite reveals a critical role of saturation of optical transitions between discrete states of conduction electrons in metal quantum dots. The calculated size dependence of the χ(3) for Ag nanoparticles reproduces the published experimental results. Saturation effects lead to a decrease of the local field enhancement factor that is of particular importance for surface-enhanced phenomena, such as Raman scattering and nonlinear optical responses.

Plasmonic kinks and walking solitons in nonlinear lattices of metal nanoparticles

“…This leads to a strong dependency of both real and imaginary parts of χ (3) on the type of metal, particle size as well as external pulse duration and frequency [26]. However, when a silver nanoparticle with a ≥ 5 nm is driven at ω ∼ ω 0 by a laser pulse whose energy is significantly less than the silver ablation threshold, electron confinement nonlinearity associated with intra-band electron transitions dominates, resulting in a purely real cubic susceptibility χ (3) 3 × 10 −9 esu [22,23].…”

Classical Theory of Optical Nonlinearity in Conducting Nanoparticles

“…(8) and using (6) for~, we find d z 1=3 a 3 ! 2E 0 cos cos j cos j ; (10) where ! is given by (3) with !…”

“…[9], degenerate four wave mixing was used to measure the effective nonlinear susceptibility 3 for glasses doped with Ag and Cu nanospheres of varying sizes (see also Ref. [10] where these data were compared to the analytical model of Ref. [5]).…”

Поглощательная Способность Слоя Нанокомпозита Со Сферическими Металлическими Включениями

“…В частно-сти, поглотители делают неоднородными по составу с использованием различных метаматериалов [8,9]. В по-следнее время внимание исследователей привлекают металлодиэлектрические нанокомпозитные (НК) среды, представляющие собой диэлектрическую матрицу с рав-номерно распределенными по ее объему металлически-ми наночастицами [10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20][21][22][23]. Эффективные материальные параметры таких НК сред могут значительно отличаться от соответствующих характеристик как включений, так и матрицы композита, принимая значения, не присущие исходным материалам.…”

“…В настоящей работе исследуются особенности поглощения пленки наноком-позита с однородно распределенными металлическими включениями сферической формы. Для записи ДП ме-таллических включений используется приближение Дру-де с учетом поглощения и размера наночастиц [17][18][19], а для НК среды используется приближение эффективной среды [20][21][22][23]. …”